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先进控制基础知识试题### 先进控制基础知识试题#### 一、选择题（每题2分，共20分）1. 先进控制技术主要解决的是以下哪类问题？A. 简单线性系统控制B. 非线性系统控制C. 离散时间系统控制D. 以上都不是2. 以下哪个不是先进控制技术的特点？A. 鲁棒性B. 适应性C. 线性性D. 预测性3. 模糊控制属于以下哪类控制技术？A. 经典控制B. 现代控制C. 智能控制D. 非线性控制4. 神经网络控制通常用于解决哪类问题？A. 线性系统控制B. 非线性系统控制C. 离散事件系统控制D. 所有上述问题5. 以下哪个算法是用于优化控制参数的？A. PID算法B. 遗传算法C. 卡尔曼滤波D. 状态反馈控制#### 二、填空题（每题2分，共20分）6. 先进控制技术通常包括_______控制、_______控制、_______控制等。
7. 鲁棒控制的目的是使控制系统在存在_______时仍能保持稳定。
8. 预测控制的核心思想是利用系统的_______信息来优化控制行为。
9. 模糊逻辑控制通过_______来处理不确定性和模糊性。
10. 神经网络控制能够通过_______学习控制规律。
#### 三、简答题（每题10分，共40分）11. 简述先进控制技术与传统控制技术的区别。
12. 解释什么是自适应控制，并给出一个应用实例。
13. 描述模糊控制系统的基本组成及其工作原理。
14. 阐述神经网络在控制领域中的应用优势。
#### 四、计算题（共20分）15. 假设有一个二阶系统，其传递函数为 \( G(s) = \frac{2}{s^2 + 3s + 2} \)。
请使用PID控制器设计一个控制策略，使得系统输出快速且准确地跟踪给定的参考输入。
#### 五、论述题（共20分）16. 论述在现代工业自动化中，先进控制技术的重要性及其面临的挑战。
注意：请在答题纸上作答，保持字迹清晰，答案准确。
祝您考试顺利！（本试题旨在考察学生对先进控制技术基础知识的掌握程度，包括理论知识和实际应用能力。
现代电动汽车技术复习资料知识分享现代电动汽车技术复习资料第⼀章绪论1.电动汽车的定义：电动汽车是指汽车⾏驶的动⼒全部或部分来⾃电机驱动系统的汽车，它主要以动⼒电池为车载能源，是涉及机械、电⼦、电⼒、微机控制等多学科集成的⾼科技产品。
2.电动汽车的优点：尾⽓排放少、能源⼴泛化、能量效率⾼、运⾏费⽤低、系统可控性好。
3．发展电动汽车⽬前存在的主要问题：初始成本⾼；续驶⾥程短,载质量⼩；基础设施投⼊⼤；蓄电池的⽐能量和能量密度⽐燃油低得多。
4.电动汽车分为纯电动汽车、混合动⼒电动切换、插电式混合动⼒汽车、燃料电池电动汽车。
5.⼀般发展电动汽车的技术路径是：近期—混合电动汽车；中期—纯电动汽车；远期—燃料电池电动汽车。
第⼆章纯电动汽车1.纯电动汽车的定义：是指利⽤动⼒电池作为储能动⼒源，通过电池向电机提供电能，驱动电机运转，从⽽推动汽车前进的⼀种新能源汽车。
2.纯电动汽车的优点：（1）零排放、零污染、噪声⼩；（2）结构简单、维修⽅便；（3）⾏驶平稳、乘坐舒适、安全性好及驾驶简单轻便；（4）可使⽤多种能源、机械结构多样化等。
3.纯电动汽车的缺点：（1）低的电池能量密度。
（2）过重的电池组。
（3）有限的续驶⾥程与汽车动⼒性能。
（4）电池组昂贵的价格及有限的循环寿命。
（5）汽车附件的使⽤受到限制。
4. 从电⽓构成⾓度，纯电动汽车可分纯电动汽车系统可分为三个⼦系统：电动机驱动⼦系统、能源⼦系统和辅助⼦系统。
1）电动机驱动⼦系统包括：由车辆控制器、功率转换器（电⼒电⼦变换器）、电机、机械传动装置和驱动车轮组成。
2）能源⼦系统由能源、能量管理单元和能量的燃料供给单元构成。
3）辅助⼦系统由功率控制单元、车内⽓候控制单元和辅助电源组成。
5.整车控制器：整车控制器是整个纯电动汽车的核⼼控制部件，它采集加速踏板信号、制动踏板信号及其他部件信号，并做出相应判断后，控制下层的各部件控制器的动作，驱动汽车正常⾏驶。
作为汽车的指挥管理中⼼，动⼒总成控制器主要功能包括：驱动⼒矩控制、制动能量的优化控制、整车的能量管理、CAN⽹络的维护和管理、故障的诊断和处理、车辆状态监视等，它起着控制车辆运⾏的作⽤。
1、我国人民哪些发明属于在经典控制理论萌芽阶段的发明？(AB)A 指南车B 水运仪象台C 指南针D 印刷术2、经典控制理论也可以称为(BD)A 现代控制理论B 自动控制理论C 近代控制理论D 古典控制理论3、以下哪些内容属于现代控制理论基础的内容？(AB)A 李雅普诺夫稳定性理论B 极小值原理C 频率响应法D 根轨迹法4 、传递函数模型假设模型初值不为零。
(✖)5 、传递函数描述的是单输入单输出的外部描述模型。
(✖)6 、线性系统理论属于现代控制理论的知识体系中数学模型部份。
(✔)7 、最优控制理论属于现代控制理论的知识体系中估计方法部份。
(✖)8、控制科学的意义下，现代控制理论主要研究(数学建模)和(控制理论方法) 的科学问题。
9 、现代控制理论在整个控制理论发展中起到了(承上起下)的作用。
10、除了稳定性外，现代控制理论基础还考虑系统(能控性)和(能观测性)两个内部特性。
一、现代控制理论作为一门科学技术，已经得到了广泛的运用。
你还知道现代控制理论具体应用到哪些具体实际的例子么？1、关于输出方程，下列哪些说法是正确的？(BD)A 输出方程中状态变量必须是一阶的B 输出方程中不含输入的任何阶倒数C 输出方程中输入变量可以是任意阶的D 输出方程中不含状态变量的任何阶倒数2、关于系统的动态方程，下列哪些说法是正确的？(AB)A 系统的状态方程的状态变量的个数是惟一的B 系统输出方程的输入输出变量是惟一的C 系统输出方程的输入输出变量是不惟一的D 系统的状态方程的状态变量是惟一的3、对于一个有多个动态方程表示的系统，下列说法正确的是？(AC)A 这些动态方程一定是等价的B 这些动态方程经过线性变化后，不能转化为一个动态方程C 这些动态方程经过线性变化后，可以转化为一个动态方程D 这些动态方程不一定是等价的4、选取的状态向量是线性相关的(✖)5、状态向量的选取是不惟一的(✔)6、状态向量的个数是不惟一的(✖)7、输出方程的选取是不惟一的(✔)8、(系统的输出量与状态变量、输入变量关系的数学表达式)称为输出方程。
《现代控制技术基础》一、单选题1. 自动控制系统按输入量变化与否来分类，可分为（ A ）A 、随动系统与自动调整系统B 、线性系统与非线性系统C 、连续系统与离散系统D 、单输入－单输出系统与多输入－多输出系统2. 自动控制系统按系统中信号的特点来分类，可分为（ C ）A 、随动系统与自动调整系统B 、线性系统与非线性系统C 、连续系统与离散系统D 、单输入－单输出系统与多输入－多输出系统3. 普通机床的自动加工过程是（ C ）A 、闭环控制B 、伺服控制C 、开环控制D 、离散控制4. 形成反馈的测量元器件的精度对闭环控制系统的精度影响（ B）A 、等于零B 、很大C 、很小D 、可以忽略5. 自动控制系统需要分析的问题主要有（ A ）A 、稳定性、稳态响应、暂态响应B 、很大C 、很小D 、可以忽略6. 对积分环节进行比例负反馈，则变为（ D ）A 、比例环节B 、微分环节C 、比例积分环节D 、惯性环节7. 惯性环节的传递函数是（ A ）A 、1)(+=Ts Ks G B 、K s G =)(C 、Ts s G 1)(= D 、Ts s G =)(8. 比例环节的传递函数是（ B ）A 、1)(+=Ts Ks G B 、K s G =)(C 、Ts s G 1)(= D 、Ts s G =)(9. 微分环节的传递函数是（ D ）A 、1)(+=Ts Ks G B 、K s G =)(C 、Ts s G 1)(=D 、Ts s G =)(10. 积分环节的传递函数是（ C ）A 、1)(+=Ts K s G B 、K s G =)( C 、Ts s G 1)(= D 、Ts s G =)(11. 对于物理可实现系统，传递函数分子最高阶次m 与分母最高阶次n 应保持（ C ）A 、n m <B 、n m >C 、n m ≤D 、n m ≥12. f （t ）=0.5t +1，则L [f （t ）]=（ B ）A 、s s 15.02+ B 、s s 1212+C 、25.0sD 、s s +22113. f （t ）=2t +1，则L [f （t ）]=（ B ）A 、s s 122+B 、s s 122+C 、22sD 、s s +22114. 通常把反馈信号与偏差信号的拉普拉斯变换式之比，定义为（ C ）A 、闭环传递函数B 、前向通道传递函数C 、开环传递函数D 、误差传递函数15. 在闭环控制中，把从系统输入到系统输出的传递函数称为（ A ）A 、闭环传递函数B 、前向通道传递函数C 、开环传递函数D 、误差传递函数16. 单位脉冲信号的拉氏变换为（ B ）A 、L [1(t )]=1/sB 、L [δ(t )]=1C 、L [t •1(t )]=1/s 2D 、L [t 2/2]=1/s 317. 单位阶跃信号的拉氏变换为（ A ）A 、L [1(t )]=1/sB 、L [δ(t )]=1C 、L [t •1(t )]=1/s 2D 、L [t 2/2]=1/s 318. 单位斜坡信号的拉氏变换为（ C ）A 、L [1(t )]=1/sB 、L [δ(t )]=1C 、L [t •1(t )]=1/s 2D 、L [t 2/2]=1/s 319. 对于稳定的系统，时间响应中的暂态分量随时间增长趋于（ D ）A 、1B 、无穷大C 、稳态值D 、零20. 当稳定系统达到稳态后，稳态响应的期望值与实际值之间的误差，称为（B ）A 、扰动误差B 、稳态误差C 、暂态误差D 、给定偏差21. 对一阶系统的单位阶跃响应，当误差范围取2％时，调整时间为（ A ）A 、t s =4τB 、t s =3τC 、t s =2τD 、t s =τ22. 对一阶系统的单位阶跃响应，当误差范围取5％时，调整时间为（ B ）A 、t s =4τB 、t s =3τC 、t s =2τD 、t s =τ23. 根据线性定常系统稳定的充要条件，必须全部位于s 平面左半部的为系统全部的（ C ）A 、零点B 、临界点C 、极点D 、零点和极点24. 对二阶系统当10<<ξ时，其为（ B ）A 、过阻尼系统B 、欠阻尼系统C 、零阻尼系统D 、临界阻尼系统25. 根据劳斯稳定判据，系统具有正实部极点的个数应等于劳斯表中第1列元素（A ） A 、符号改变的次数B 、为负值的个数C 、为正值的个数D 、为零的次数26. 根据劳斯稳定判据，系统具有正实部极点的个数应等于劳斯表中第1列元素（B ） A 、符号改变的次数 B 、为负值的个数C 、为正值的个数D 、为零的次数27. 典型二阶系统的开环传递函数为（ C ）A 、阻尼振荡角频率B 、阻尼特性C 、时间常数D 、无阻尼固有频率28. 时间常数T 的大小反映了一阶系统的（ A ）A 、惯性的大小B 、输入量的大小C 、输出量的大小D 、准确性29. 典型二阶系统的特征方程为（ C ）A 、022=+s s n ξωB 、0222=++n n s ωξωC 、0222=++n n s s ωξωD 、022=++n n s s ωξω30. 调整时间t s 表示系统暂态响应持续的时间，从总体上反映系统的（ C ）A 、稳态误差B 、瞬态过程的平稳性C 、快速性D 、阻尼特性31. 伯德图低频段渐近线是34dB 的水平直线，传递函数是（ A ）A 、1250+sB 、5500+sC 、s 50D 、225s32. 过40=c ω且斜率为-20dB/dec 的频率特性是（ C ）A 、4040+ωj B 、)40(40+ωωj jC 、)101.0(40+ωωj jD 、)101.0(402+-ωωj33. 在ω＝10 rad/s 处，相角滞后90° 的传递函数是（ D ）A 、1020+s B 、20500+sC 、11010502++s sD 、11.001.0502++s s34. 放大器的对数增益为14dB ，其增益K 为（ B ）A 、2B 、5C 、10D 、5035. 过40=c ω且斜率为-40dB/dec 的频率特性是（ D ）A 、4040+ωj B 、)40(40+ωωj jC 、)101.0(40+ωωj jD 、)101.0(16002+-ωωj36. 下列传递函数中不是．．最小相位系统的是（ C ）A 、1020+s B 、20500+-sC 、156502--s sD 、451502+++s s s37. 伯德图低频段渐近线是20dB 的水平直线，传递函数是（ D）A 、12100+sB 、5500+sC 、250+s D 、110+s38. 在ω＝20 rad/s 处，相角滞后45° 的传递函数是（ B ）A 、1220+sB 、20500+sC 、12050+s D 、110+s39. 系统的截止频率愈大，则（ B ）A 、对高频噪声滤除性能愈好B 、上升时间愈小C 、快速性愈差D 、稳态误差愈小40. 进行频率特性分析时，对系统的输入信号为（ B ）A 、阶跃信号B 、正弦信号C 、脉冲信号D 、速度信号41. 积分环节的相角为（ A ）A 、-90ºB 、90ºC 、-180ºD 、180º42. 系统开环奈氏曲线与负实轴相交时的频率称为（ B ）A 、幅值交界频率B 、相位交界频率C 、幅值裕量D 、相位裕量43. 在具有相同幅频特性的情况下，相角变化范围最小的是（ C ）A 、快速响应系统B 、非最小相位系统C 、最小相位系统D 、高精度控制系统44. 微分环节的相角为（ B ）A 、-90ºB 、90ºC 、-180ºD 、180º45. 系统开环奈氏曲线与单位圆相交时的频率称为（ A ）A 、幅值交界频率B 、相位交界频率C 、幅值裕量D 、相位裕量46. 串联校正装置11)(21++=sT s T s G c ，若其为滞后校正，则应该（ B ）A 、T 1>T 2B 、T 1<T 2C 、T 1=T 2D 、T 1≠T 247. 若在系统的前向通路上串联比例－微分（PD ）校正装置，可使（ A） A 、相位超前 B 、相位滞后C 、相位不变D 、快速性变差48. 硬反馈指的是反馈校正装置的主体是（ C ）A 、积分环节B 、惯性环节C 、比例环节D 、微分环节49. 串联校正装置11)(21++=s T s T s G c ，若其为超前校正，则应该（ B ）A 、T 1>T 2B 、T 1<T 2C 、T 1=T 2D 、T 1≠T 250. 若在系统的前向通路上串联比例－积分（PI ）校正装置，可使（ B ）A 、相位超前B 、相位滞后C 、相位不变D 、快速性变好51. 软反馈指的是反馈校正装置的主体是（ D ）A 、积分环节B 、惯性环节C 、比例环节D 、微分环节52. 校正装置的传递函数是101.011.0++s s ，该校正是（ A ） A 、比例微分校正 B 、近似比例积分校正C 、比例积分校正D 、比例积分微分校正53. 比例－积分（PI ）校正能够改善系统的（ C ）A 、快速性B 、动态性能C 、稳态性能D 、相对稳定性54. 硬反馈在系统的动态和稳态过程中都起（ D ）A 、超前校正作用B 、滞后校正作用C 、滞后－超前校正作用D 、反馈校正作用55. PD 校正器又称为（ B ）A 、比例－积分校正B 、比例－微分校正C 、微分－积分校正D 、比例－微分－积分校正56. 闭环采样系统的稳定的充分必要条件为：系统特征方程的所有根均在Z 平面的（ D ）A 、左半平面B 、右半平面C 、单位圆外D 、单位圆内57. 采样控制系统中增加的特殊部件是（ A ）A 、采样开关和采样信号保持器B 、采样开关和模数转换器C 、采样信号保持器和数模转换器D 、采样开关和信号发生器58. 采样系统的闭环脉冲传递函数的极点位于单位圆内的正实轴上，则其暂态分量（ B ）A 、为衰减振荡函数B 、按指数规律衰减C 、是发散的D 、衰减越慢59. 单位阶跃函数的Z 变换是（ C ）A 、1B 、z 1C 、1-z zD 、zz 1- 60. 采样信号保持器的作用是将采样信号恢复为（ A ）A 、连续信号B 、离散信号C 、输出信号D 、偏差信号61. 采样系统的闭环脉冲传递函数的极点位于单位圆内的负实轴上，则其暂态分量（ A ）A 、为衰减振荡函数B 、按指数规律衰减C 、是发散的D 、衰减越慢62. 单位脉冲函数的Z 变换是（ A ）A 、1B 、z 1C 、1-z zD 、zz 1- 63. 采样控制系统的闭环脉冲传递函数的极点距z 平面坐标原点越近，则衰减速度（ B ）A 、越慢B 、越快C 、变化越慢D 、变化越快64. 为了使采样控制系统具有比较满意的暂态响应性能，闭环极点最好分布在（ D ）A 、单位圆外的左半部B 、单位圆外的右半部C 、单位圆内的左半部D 、单位圆内的右半部65. 在工程实际中，为了保证采样过程有足够的精确度，常取ωs 为（ C ）A 、2～4ωmaxB 、3～5ωmaxC 、5～10ωmaxD 、8～12ωmax66. 状态变量描述法不仅能反映系统输入和输出的关系，而且还能提供系统（ D ）A 、全部变量的信息B 、外部各个变量的信息C 、线性关系D 、内部各个变量的信息67. 能观标准型的系统矩阵是能控标准型系统矩阵的（ C ）A 、对称矩阵B 、逆阵C 、转置D 、单位阵68. 约当标准型的系统矩阵是对角线阵，对角线元素依次为（ C ）A 、零点B 、开环极点C 、系统特征根D 、各部分分式的系数69. 在现代控制理论中采用的状态变量描述法，又称为（ D ）A 、全部变量描述法B 、外部描述法C 、线性描述法D 、内部描述法70. 能观标准型的控制矩阵是能控标准型输出矩阵的（ C ）A 、对称矩阵B 、逆阵C 、转置D 、单位阵71. 线性定常系统状态能控的充分必要条件是，其能控性矩阵的（ B ）A 、行数为nB 、秩为nC 、列数为nD 、行列式值为n72. 系统状态变量的个数等于系统（ C ）A 、全部变量的个数B 、外部变量的个数C 、独立变量的个数D 、内部变量的个数73. 能观标准型的输出矩阵是能控标准型控制矩阵的（ C ）A 、对称矩阵B 、逆阵C 、转置D 、单位阵74. 线性定常系统状态完全能观的充分和必要条件是，其能观性矩阵的（ B ）A 、行数为nB 、秩为nC 、列数为nD 、行列式值为n75. 一个状态变量为n 维的单输入，单输出系统，下面说法正确的是（ A ）A 、系数阵A 为n ×n 维B 、控制阵B 为1×n 维C 、输出阵C 为n ×1维D 、A ，B ，C 三个阵均为n ×n 维二、计算题76. 求如图所示系统的微分方程，图中x(t)为输入位移，y(t)为输出位移。
智能控制技术复习题课后答案-图文一、填空题1．智能控制是一门新兴的学科，它具有非常广泛的应用领域，例如、、和1、交叉学科在机器人控制中的应用在过程控制中的应用飞行器控制2．传统控制包括和2、经典反馈控制现代理论控制3．一个理想的智能控制系统应具备的基本功能是、、和3、学习功能适应功能自组织功能优化能力4．智能控制中的三元论指的是：、和4、运筹学，人工智能，自动控制5．近年来，进化论、、和等各门学科的发展给智能控制注入了巨大的活力，并由此产生了各种智能控制方法。
5、神经网络模糊数学专家系统6．智能控制方法比传统的控制方法更能适应对象的、和6、时变性非线性不确定性7．傅京逊首次提出智能控制的概念，并归纳出的3种类型智能控制系统是、和7、人作为控制器的控制系统、人机结合作为控制器的控制系统、无人参与的自主控制系统8、智能控制主要解决传统控制难以解决的复杂系统的控制问题，其研究的对象具备的3个特点为、和8、不确定性、高度的非线性、复杂的任务要求9．智能控制系统的主要类型有、、、、和9、分级递阶控制系统，专家控制系统，神经控制系统，模糊控制系统，学习控制系统，集成或者（复合）混合控制系统10．智能控制的不确定性的模型包括两类：(1)；(2)10、(1)模型未知或知之甚少；(2)模型的结构和参数可能在很大范围内变化。
11．控制论的三要素是：信息、反馈和控制12．建立一个实用的专家系统的步骤包括三个方面的设计，它们分别是、和知识库的设计推理机的设计人机接口的设计13．专家系统的核心组成部分为和知识库、推理机14．专家系统中的知识库包括了3类知识，它们分别为、、和判断性规则控制性规则数据15．专家系统的推理机可采用的3种推理方式为推理、和推理。
15、正向推理、反向推理和双向推理16．根据专家控制器在控制系统中的功能，其可分为和16、直接型专家控制器、间接型专家控制器17．普通集合可用函数表示,模糊集合可用函数表示。
现代电气控制及PLC应用技术习题2王永华现代电气控制及PLC应用技术习题（第2版）编著：王永华第1章、《电器控制系统常用器件》思考题与练习题1.01、电磁式电器主要由哪几部分组成?各部分的作用是什么?答：电磁式的低压电器。
就其结构而言，大都由三个主要部分组成，即触头、灭弧装置和电磁机构。
触头：触头是一切有触点电器的执行部件。
电器通过触头的动作来接通或断开被控制电路。
触头通常由动、静触点组合而成。
灭弧装置：保护触头系统，降低损伤，提高分断能力，保证电器工作安全可靠。
电磁机构：电磁机构是电磁式低压电器的感测部件，它的作用是将电磁能量转换成机械能量，带动触头动作使之闭合或断开，从而实现电路的接通或分断。
1.02、何谓电磁机构的吸力特性与反力特性?吸力特性与反力特性之间应满足怎样的配合关系?答：电磁机构的工作原理常用吸力特性和反力特性来表征。
吸力特性：电磁机构使衔铁吸合的力与气隙长度的关系曲线称做吸力特性;反力特性：电磁机构使衔铁释放(复位)的力与气隙长度的关系曲线称做反力特性。
电磁机构欲使衔铁吸合，在整个吸合过程中，吸力都必须大于反力。
但也不能过大，否则衔铁吸合时运动速度过大，会产生很大的冲击力，使衔铁与铁芯柱端面造成严重的机械磨损。
此外，过大的冲击力有可能使触点产生弹跳现象，导致触点的熔焊或磨损，降低触点的使用寿命。
反映在特性图上就是要保持吸力特性在反力特性的上方且彼此靠近，如图1-8所示。
1、直流电磁机构吸力特性；2、交流电磁机构吸力特性；3、反力特性；4、剩磁吸力特性1-8吸力特性和反力特性对于直流电磁机构，当切断激磁电流以释放衔铁时，其反力特性必须大于剩磁吸力，才1能保证衔铁可靠释放。
1.03、单相交流电磁铁的短路环断裂或脱落后，在工作中会出现什么现象?为什么? 答：短路环的作用是把铁芯中的磁通分为两部分，即不穿过短路环的Φ1和穿过短路环的Φ2，Φ2为原磁通与短路环中感生电流产生的磁通的叠加，且相位上也滞后Φ1，电磁机构的吸力F为它们产生的吸力F1、F2的合力。
现代控制技术基础复习题参考答案一、单项选择题1. C2. A3. D4.D5. C6. A7. A8. B9.B 10. C 11.A 12. C 13. D 14.B 15. B16. A 17. B 18. C 19.B 20. C 21. B 22. D 23. A 24. C 25. B 26. C 27. B 28. A 29. C 30. A二、判断改错题1. 正确。
2. 错误，改为：闭环传递函数是输出信号与输入信号的拉普拉斯变换之比。
3. 正确。
4. 错误，改为：0型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为0。
5. 正确。
6. 正确。
7. 错误，改为：G1(S)和G2(S)为串联连接则等效后的结构为G1(S)·G2(S)。
8. 错误，改为：系统的稳态误差与输入信号有关。
三、名词解释题1．答：通过对系统输入的操作使得输出达到指定的目标。
2．答：一个稳定的系统对正弦输入信号的稳态响应特性。
3．答：主反馈信号与输出量相等的系统。
4．答：检测系统输出并参与系统控制的元件。
5．答：控制系统在典型输入信号作用下，输出量随时间变化的情况。
6．答：以二阶微分方程或传递函数分母中s的最高次幂为2的系统。
三、简答题1. 答：画框图及标出各环节2. 答：暂态响应；稳态响应。
3. 答：系统闭环特征方程的全部根必须都位于s平面左半部；或者全部闭环特征根具有负实部。
4. 答：对被控对象的数学模型要求不高；调节方便；适用面广。
5. 答：系统极点实部为正实数根的数目等于劳斯表中第一列的系数符号改变的次数，系统稳定的充分必要条件是特征方程各项系数全部为正值，并且劳斯表的第一列都为正。
6. 答：离散系统所有闭环极点均分布在z 平面上以原点为圆心的单位圆内。
或离散系统所有特征根的模均小于1。
五. 计算题1. 解：列出劳斯表：3s 1 5 2s 6 K1s630K- 0s K根据劳斯判据有：0,030>>-K K ， 所以有030>>K 。
现代控制理论刘豹课后习题答案现代控制理论刘豹课后习题答案现代控制理论是控制工程中的重要学科，它研究了如何通过数学模型和控制算法来实现对系统的稳定性、响应速度和鲁棒性等性能指标的优化。
刘豹是现代控制理论领域的著名学者，他的课后习题是学习该学科的重要组成部分。
本文将为大家提供一些现代控制理论刘豹课后习题的答案，希望能帮助读者更好地理解和掌握这门学科。
1. 请简述现代控制理论的基本概念和主要内容。
现代控制理论是在传统控制理论的基础上发展起来的，它采用了更加先进的数学模型和控制算法，旨在提高系统的控制性能。
其基本概念包括状态空间模型、传递函数和控制器设计等。
主要内容包括系统建模、系统分析和系统设计等方面。
2. 什么是状态空间模型？请简要介绍其基本形式和特点。
状态空间模型是现代控制理论中常用的一种数学模型，它通过描述系统的状态变量和输入输出关系来表示系统的动态行为。
其基本形式为：x(t+1) = Ax(t) + Bu(t)y(t) = Cx(t) + Du(t)其中，x(t)为系统的状态向量，u(t)为系统的输入向量，y(t)为系统的输出向量，A、B、C和D为系统的参数矩阵。
状态空间模型具有直观、灵活和适用于复杂系统的特点。
3. 请简述传递函数的定义和性质。
传递函数是描述系统输入输出关系的一种数学表达式，它是输出变量与输入变量的比值。
传递函数的定义为：G(s) = Y(s) / U(s)其中，G(s)为传递函数，Y(s)为系统的输出变量的拉普拉斯变换，U(s)为系统的输入变量的拉普拉斯变换。
传递函数具有线性、时不变和因果性等性质。
4. 请简述控制器设计的基本原则和方法。
控制器设计的基本原则是通过调节系统的输入信号来实现对系统的稳定性和性能的优化。
常用的控制器设计方法包括比例控制、积分控制和微分控制等。
其中，比例控制通过调节输入信号与误差之间的比例关系来实现对系统的稳定性和响应速度的调节；积分控制通过调节输入信号与误差的积分关系来消除系统的稳态误差；微分控制通过调节输入信号与误差的微分关系来提高系统的响应速度和鲁棒性。
现代控制知识点总结在现代化的工业生产和自动化系统中，控制技术扮演着至关重要的角色。
控制技术的发展不断推动着生产系统的智能化、高效化和自动化。
本文将从控制理论、控制系统的组成、控制器的类型、现代控制技术等方面对现代控制知识点进行总结。
一、控制理论控制理论是现代控制的基础，它主要研究控制系统的设计、分析和优化。
在控制理论中，最经典的理论是PID控制器（比例、积分、微分控制器）。
PID控制器基于误差信号的比例、积分和微分来调节控制变量，它的简单结构和良好的稳定性使得它在工业控制中得到广泛应用。
除了PID控制器，控制理论中还有模糊控制、神经网络控制、模型预测控制等现代控制技术。
这些技术通过不同的控制策略和算法来实现对复杂、非线性的系统控制，提高了控制系统的性能和效率。
二、控制系统的组成控制系统是由传感器、执行器、控制器和执行对象组成的。
传感器用于采集控制对象的状态信息，将其转换为电信号送入控制器；执行器根据控制器的指令控制执行对象的动作；控制器是整个系统的核心部件，它根据传感器反馈的信息计算出控制信号，并将其送至执行器。
控制系统的组成非常复杂，不同的控制系统需要不同的传感器、执行器和控制器来实现。
在现代工业生产中，控制系统的组成将更加多样化和复杂化，需要运用各种现代控制技术来实现对各种复杂对象的控制。
三、控制器的类型控制器是控制系统的核心部件，它按照控制对象的状态信息，计算出控制信号来实现对执行对象的控制。
根据其控制策略和算法的不同，控制器主要有以下几种类型：1. 开环控制器：开环控制器没有反馈环节，它根据固定的控制规律来生成控制信号。
开环控制器简单、成本低，但不能对外界的干扰进行修正，容易受到外界因素的影响。
2. 闭环控制器：闭环控制器有反馈环节，它根据传感器反馈的信息进行计算和修正，实现对控制对象的精确控制。
闭环控制器有PID控制器、模糊控制器、神经网络控制器等。
3. 数字控制器：数字控制器是一种基于数字信号处理的控制器，它使用数字信号进行控制计算和处理，能够实现对非线性、复杂系统的控制，并且具有较强的抗干扰能力和精确性。
四川省2012年10月高等教冇门学考试现代控制技术基础试卷(课程代码03206)本试卷共贡.满分分！考试时间分钟.一.单项选择fi (本大K 共20小題，每小題1分・共20分) 衽每小题列出的四个备选项中只有一个是睜合題目姜求的， ««其代码填写在題后的括号内.《选、多选或未选均无分.1. 形甌怏的测W 元、器件的帖度对闭环控制系统的粘度影响A. ?!「•零 C.很小2. 门动控制系统需耍分析的问题上耍仃A.稳定性、吃态响应、背态响应 C.总定件、快速件、fill;3. / (/)=力4|.刚上|/") 1=A ・ 0.55=+-5B. }iiA-【)•吋W 忽略B.快速件.连级:件•常态响应 D.准确件・tiil ＞稳态响应C. 0・5”D ・ _ + S2f4. 微分环W 的传递諂数圧A.伽 C. G(M7(ru5. 通第把输;川；；兮A/偏签倍号的抑淬拉斯空瓠?式ZL 匕定义为D ・ 伽KG($) •A.询向通道传递幣& R.闭环传递曲数C.幵坏U •递旳数D.祝苏传递函数 6. 单.位斜坡C ：号的拉氏变换为A ・ II 1(/)1= IAC Zlz- I")卜血B ・歸叭”円 D.15・ 对••阶系统当Ov/v 1时・梵力I1A.过阳尼系统 B 欠阻尼系统C ・零阻尼系统D. 牆界阴尼系统根《5芳斯憶定刘据.系统n 仃疋实部极点的个数应等丁唠斯我中第1列元索rA.符号A 变的次数 B, 为负ffi 的个数1JC-为正值的个数D 为*的次《们徳国低频段渐近线丿亡20dB 的水平n 线. 传递曲数是[J100500A. ----------B-2x1$+5d 5010C.—— 0.■? + 2 £+10)=20 rad/s 处・相角滞病45。
的传递函数址 I120500A, -------B.25+1 5+205010C. -------- !>20v + 1 A-+1系统的截止倾率竝大，則[1A.对ffl 频咙声滤除性能愈好B. 1:开时间虫小C.快速性愆茶D. 直态茶愈小fe 止装?i 的传递函数是° Z •该校止是(10.0k+1A.比例锻分校直B. 近似比例积分微分校止C.比例枳分校止|》・比例枳分微分校止比例一枳分＜pn 校止睫^^改善系统的[1A.快速性B. 动态性能C.椅态性葩D. IH 对税定性峽反饿在系统的动态和稳态过榨中都起I]A.趙询校疋作川D. 滞斤校lEfUljC.滞后一趙河fell 出用 D ・反锻校疋作川单位脉冲函数的Z 变换是[IA ・1B ・1 S4*Z-IC. *DZ- 127. 8. 9. 10. IL 13. 14. 2四川自考 wMfw. tfiikao. coft复ts 总分24.25- 刪矽械卷瞬的忆坏脉冲传逆函数的扱点匹Z 平® M 标廉点越近•则克碱速度A.越煨B ・赵快 C.变化越囊 D.变化越快17为了使采样控制系统乩有比牧済S 的暂念响应性能・闭坏楼点绘好分布在19. 能观标准S 的锭出矩阵是能控标推空控制矩殊的\对称矩:阵B.逆薜 U 痕I 〉.单他莓 20. 线性定常系统状态完仝能规的充分和必要条件思，R 能观性矩阵的A.行数为HB.秩为《C.列数为"D •行列成值为并二 多项选择题（本大题共5小题，每小题2分.共10分） 衽毎小題列出的五个备选项中至少有两个a 符合题目要求 轨 请将其代码填写在题后的捂号内.错选、多选.少选 或未选均无分，用状态模型描述控制系绫时，会选乳的M 题是 A. ^21定性B.快速性 D. ff&观性E.准确性2单位関外的左宇部C.单位10内的左孑部 IX 系统状态变堆的个致等P 系统A-全祁变柚的个数C.独*变址的个数ir !D. 单付関夕'的右丫部单付脚内的右•丫部 外讯变垃的个数内部变a 的个数 21. 0立口动控制系统的数啓模別的方法有 A.疑小•乘法B-机浬分析法 □.微小強#法E.干扰分析広22. -阶系统抜照阻尼比的不同戟值分为A.等阴尼状态 D ・临男阻尼状态 常用的馥域性旋指标右A.蔵止频率和带邀D.軒損赖率反協校止的主2?方式有A.比例税分校lE D ・无源校疋C.实验辨识法23. B. E. B,欠祖尼状态 零爼尼状态 [C-过:爼尼状态C.B.比例5®枝也 E ・仃裸检疋C. 微分反饺校止C. 能控性三、简答题（本大题共3小题，每小题6分，共18分）26.什么是系统的传逆凶数？系统的传递函数和输入信号令无关系?27.面述线件系统稳定的充分必要条件。
现代控制技术基础实践原理
现代控制技术基础实践的原理可以分为以下几个步骤：
1.确定控制系统的输入和输出。
这是设计控制系统的第一步，需要明确控制系统的输入信号和输出信号，以便后续的建模和系统分析。
2.建立控制系统的数学模型。
通过数学方法，建立控制系统的数学模型，包括状态方程、传递函数等，用于描述系统的输入和输出之间的关系。
3.进行系统性能分析。
根据数学模型，对控制系统进行性能分析，包括稳定性、快速性、准确性等，以便了解系统的性能指标是否满足要求。
4.设计控制系统。
根据性能分析的结果，设计控制系统，包括控制器、调节器等，以实现对被控对象的精确控制。
5.控制系统实现。
根据设计结果，实现控制系统，包括硬件电路的搭建、软件程序的编写等。
6.系统调试与测试。
在完成控制系统实现后，进行系统调试与测试，包括对控制器的参数进行调整、对系统进行测试等，以验证系统的性能是否达到要求。
以上是现代控制技术基础实践的基本原理。
通过这些步骤，可以设计并实现一个精确、稳定的控制系统。
控制工程基础试题
理解和掌握控制工程的基础是确保在该领域成功的关键。
以下是一些可能涉及到的控制工程基础试题：
什么是控制系统？
定义控制系统，并解释其基本组成部分。
什么是反馈控制？
描述反馈控制原理，以及它在系统中的作用。
什么是控制系统的目标？
讨论控制系统的一般目标和设计目标。
什么是开环和闭环控制？
解释开环和闭环控制系统的概念，以及它们之间的区别。
PID控制器是什么？
描述PID（比例-积分-微分）控制器的原理和用途。
如何分析控制系统的稳定性？
讨论用于分析控制系统稳定性的方法，如根轨迹、Nyquist图和Bode图。
什么是传递函数？
定义传递函数，并说明其在控制系统中的重要性。
解释根轨迹分析的目的。
描述根轨迹分析的原理，并解释它如何用于评估系统的稳定性。
什么是系统的超调和峰值过渡时间？
解释超调和峰值过渡时间，以及它们如何反映控制系统的性能。
如何设计一个PID控制器？
说明设计PID控制器的基本步骤和考虑因素。
什么是状态空间分析？
描述状态空间分析的基本原理和用途。
1。
机电能量转换:时间内磁能的变化，由绕组A和B中变压器电动势从电源所吸收的全部电能加之运动电动势从电源所吸收电能的一半所组成；由运动电动势吸收的另外一半电能成为转换功率,成为机械功率.产生感应电动势是耦合场从电源吸收电能的必要条件，产生运动电动势是通过耦合场实现机电能量转换的关键。
转子在耦合场中运动产生电磁转矩，运动电动势和电磁转矩构成一对机电耦合项，是机电能量转换的核心部分。
2.磁阻转矩:。
当转子凸极轴线与定子绕组轴线重合,此时气隙磁导最大，定义此时定子绕组的自感为直轴电感；当转子交轴与定子绕组轴线重合,此时气隙磁导最小，定义此时定子绕组的自感为交轴电感；因此在转子旋转过程中，定子绕组的自感将发生变化。
由于转子运动使气隙磁导发生变化而产生的电磁转矩称为磁阻转矩。
转子励磁产生的电磁转矩称为励磁转矩。
3.直流电机电磁转矩：主磁极基波磁场轴线定义为d（直)轴，d轴反时针旋转90定义为q(交）轴。
直流电动机的电枢绕组又称为换向器绕组，其特征：电枢绕组本来是旋转的,但在电刷和换向器的作用下，电枢绕组产生的基波磁场轴线在空间却固定不动。
在动态分析中，常将换向器绕组等效为一个单线圈，若电刷放在几何中性线上，单线圈的轴线就被限定在q轴,称为q轴线圈。
因q轴磁场在空间是固定的，当q轴磁场变化时会在电枢绕组内感生变压器电动势;同时它又在旋转，在d轴励磁磁场作用下,还会产生运动电动势，q轴线圈为能表示出换向器绕组这种产生运动电动势的效应，它应该也是旋转的。
这种实际旋转而在空间产生的磁场却静止不动的线圈具有伪静止特性，称为伪静止线圈，它完全反映了换向器绕组的特征,可以由其等效和代替实际的换向器绕组。
电磁转矩，控制不变,改变即改变，线性控制良好。
转子产生运动电动势，不断吸收电能，同时将电能转换为机械能，此时转子成为了能量转换的“中枢”，因此称为电枢。
4。
三相异步电机电磁转矩：其运行原理是①定子三相绕组通入三相对称正弦电流，②将会在气隙中产生正弦分布的两极旋转磁场，当转子静止不动时,由电磁感应原理,定子旋转磁场将在转子绕组中感生出三相对称正弦电流，其同样会在气隙中产生两极旋转磁场,旋转速度和方向与定子旋转磁场相同，但存在相位差，③定、转子旋转磁场相互作用产生电磁转矩，若其大于负载转矩，转子将开始旋转，而转子速度总是小于定子旋转磁场速度，否则转子绕组不会感生电流，电磁转矩也将消失，所以称为异步电机。
控制工程复习题题目一大气质量检测中使用的传感器采集的是哪些参数？答案：大气质量检测中使用的传感器主要采集以下参数：空气温度、湿度、二氧化碳浓度、氮氧化物浓度、颗粒物浓度等。
题目二控制工程中的PID控制器是什么意思？答案：PID控制器是一种常用的反馈控制器。
PID是由比例（Proportional）、积分（Integral）和微分（Derivative）三个部分组成，通过对系统输出与给定参考输入之间的误差进行比例、积分和微分计算，来控制系统的输出。
题目三什么是反馈控制系统？答案：反馈控制系统是指根据系统输出与给定目标之间的误差，通过调整系统输入，来使系统达到所期望的状态的控制系统。
它通过不断地对系统的输出进行检测与比较，对系统输入进行调整，使系统能够自动地调节自身，以达到所要求的性能指标。
题目四控制系统中的开环和闭环有什么区别？答案：开环和闭环是控制系统中两种基本的控制结构。
开环系统中，输出不会对输入进行影响，系统无法对外部扰动进行补偿，容易受到系统参数变化和外部扰动的影响；闭环系统中，则通过检测和比较输出与给定目标之间的误差，调节输入，实现对系统的自动控制，能够对外部扰动进行补偿，具有更好的鲁棒性和稳定性。
题目五传感器和执行器在控制系统中的作用是什么？答案：传感器主要用于获取系统的输入和输出信息，监测系统状态；而执行器则是根据控制指令将电信号转换为物理量，控制系统的执行动作。
传感器和执行器在控制系统中起着获取信息和执行控制指令的功能，是实现控制系统闭环调节的重要组成部分。
题目六什么是系统的稳定性？答案：系统的稳定性是指系统在经历了一定的初始过渡过程后，系统输出能够趋于稳定的状态，不产生无法控制的剧烈波动。
稳定性是控制系统的重要性能指标之一，保证系统的稳定性可以使系统能够稳定工作，并达到预期的控制效果。
现代控制技术基础复习资料《现代控制技术基础》复习题一、单项选择题在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1.系统的传递函数取决于系统的【】A.输入B.输出C.结构和参数D.干扰2.频率特性的研究是在下列条件和工况下进行的【】A.输入是任何类型信号,输出是稳态时的正弦信号B.输入是正弦信号,输出是瞬态和稳态时的情况C.输入是正弦信号,输出是稳态时的情况D.输入是阶跃信号,输出是稳态时的正弦信号3.二阶系统中,在单位阶跃输入时,其超调量和【】A.阻尼比有关B.无阻尼固有频率有关C.有阻尼固有频率有关D.峰值频率有关4.系统输入为阶跃函数,其输出响应为y(t),则此系统的传递函数为【】A.Y(s)B.Y(s)/sC.sY(s)D.s2Y(s)5.在使用传递函数分析系统的动态响应和稳态误差时,该系统应是【】A.输入等于零B.初始状态等于零C.输出等于零D.初始状态不等于零6.下列关于线性定常系统稳定性说法正确的是【】A.稳定性与输入有关B.特征根位于包括虚轴在内的s左半平面,系统稳定C.系统特征方程的所有特征根均具有负实部D.特征根的实部为零,系统稳定7.PI控制器中,积分时间常数T i越小,使系统的【】A.积分作用越强B.减小振荡C.过渡过程时间变长D.稳态误差变大8.在状态空间描述中，下列说法不正确．．．的有【】 A.状态变量选择不唯一 B.状态空间描述唯一C.传递函数（阵）唯一D.不可约传递函数的实现为最小实现9.对典型二阶系统，下列说法不正确．．．的有【】A.系统临界阻尼状态的响应速度比过阻尼状态的响应速度快B.系统欠阻尼状态的响应速度比临界阻尼状态的响应速度快C.临界阻尼状态和过阻尼状态的超调量不为零D.超调量反映了系统动态过程的平稳性10.二阶系统的调整时间长，则说明【】A.系统响应快B.系统响应慢C.无阻尼固有频率大D.系统的精度差11.系统特征方程为D(s)=s 3+2s 2+s+2=0,则该系统【】A.稳定B.[s]平面的右半平面有1个闭环极点C.临界稳定D.[s]平面的右半平面有2个闭环极点12.所谓最小相位系统是指【】A.仅仅系统传递函数的所有极点均在[s]平面右半平面B.仅仅系统传递函数的所有零点均在[s]平面右半平面C.系统传递函数的所有零点和极点均在[s]平面右半平面D.系统传递函数的所有零点和极点均在[s]平面左半平面13.下列属于PI 控制器的传递函数形式是【】 A.5+3s B. s C.s s4151++ D. )s 311(+-14.单位阶跃函数的Z 变换是【】 A.1 B.zC. z z 1- D. 1-z z15. 阶跃响应具有等幅振荡性的二阶系统的阻尼比为【】A. ζ＝0 B. ζ>1C. ζ＝1D. 0<ζ<116.与系统稳态误差无关．．的因素是【】 A.系统各环节的时间常数 B.系统的输入C.开环增益D.系统的型17.系统的稳定性取决于【】 A.系统的干扰 B.系统的反馈C.系统传递函数极点分布D.系统的输入18.线性系统输入x(t),输出y(t)，传递函数G(s),则正确的关系是【】A.y(t)=x(t)·L -1[G(s)] B.Y(s)=G(s)·X(s)C.X(s)=G(s)·Y(s)D.G(s)=Y(s)·X(s)19.一阶系统的传递函数为5.05.0+s ，则其时间常数为【】 A.0.5 B.1C.2D.420. 某二阶系统阻尼比为2，则系统单位阶跃响应曲线【】 A.振荡发散 B.振荡衰减C.等幅振荡D.单调上升21.单位负反馈的开环传递函数为2)1(1+s s ，它的相位裕量为【】 A.-30° B. -15°C. 0°D. 15°22.若保持二阶系统的阻尼比不变，提高无阻尼固有频率，则可以【】A.提高上升时间和峰值时间B.减小上升时间和峰值时间C.提高上升时间和峰值时间D.减小上升时间和超调量23.非最小相位系统的开环传递函数为)1(10-s s ，则相频特性值为【】 A. -225° B. -135°C. -45°D. 225°24.下列传递函数中，不是最小相位系统的是【】 A. 20s 20+ B. 1s 2020+ C. 10s s 102++ D. 4s s 2102+-25.用频率分析法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是【】 A.脉冲信号 B.斜坡信号C.阶跃信号D.正弦信号26.在w=20rad/s 处，相角滞后45°的传递函数是【】 A. 1s 220+ B. 20s 500+C. 1s 2050+D. 2s 2027.令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的【】 A.代数方程 B.特征方程C.差分方程D.状态方程28. 线性系统和非线性系统的根本区别在于【】 A.线性系统满足叠加原理，非线性系统不满足叠加原理B.线性系统不满足叠加原理，非线性系统满足叠加原理C.线性系统有外加输入，非线性系统无外加输入D.线性系统无外加输入，非线性系统有外加输入29.线性定常系统状态能控的充分必要条件是，其能控性矩阵的【】 A. 行数为n B. 行列式值为nC. 列数为nD. 秩为n30.余弦函数cos 的拉氏变换是【】A.ω+s 1 B. 22s ω+ω C. 22s s ω+ D. 22s 1ω+ 二、填空题。
一、单向选择题1. 如果被调量随着给定量的变化而变化，这种控制系统叫【 B 】A.恒值调节系统B.随动系统C.连续控制系统D.数字控制系统 2．已知系统的单位脉冲响应函数是()21.0t t y = ，则系统的传递函数是【 A 】A.32.0s B.s 1.0 C.21.0s D.22.0s3．若系统的开环传 递函数为2)(5 10+s s ，则它的开环增益为 【C 】A.1B.2C.5D.104．若二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡，其阻尼比可能是【A 】 A.0 B.0.6 C.0.707 D.1 5．某典型环节的传递函数是()151+=s s G ，则该环节是 【 B 】 A.比例环节 B. 惯性环节 C. 积分环节 D.微分环节6．若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn ，则可以【 B 】A.提高上升时间和峰值时间B.减少上升时间和峰值时间C.提高上升时间和调整时间D.减少上升时间和超调量 7．一阶微分环节Ts s G +=1)(，当频率T1=ω时，则相频特性)(ωj G ∠为 【 A 】A.45°B.-45°C.90°D.-90° 8．最小相位系统的开环增益越大，其【 D 】A.振荡次数越多B.稳定裕量越大C.相位变化越小D.稳态误差越小9．系统稳定的充分必要条件是其特征方程式的所有根均在根平面的【 B 】A.右半部分B.左半部分C.实轴上D.虚轴上 10．闭环系统的开环传递函数为4(3)()(23)(4)s G s s s s +=++，则系统为【 C 】A.0型系统，开环放大系数K 为2B.I 型系统，开环放大系数K 为2C.I 型系统，开环放大系数K 为1D.0型系统，开环放大系数K 为1 11．PI 控制器的传递函数形式是【 D 】A.5+3sB.5+4sC.s41s 51++ D.)s311(+- 12．某串联校正装置的传递函数为1011001s s ++，则该校正装置属于 【 B 】A.相位超前校正B.相位滞后校正C.相位滞后—超前校正D.反馈校正13．采样定理中，对于采样角频率b ω和连续信号频谱的上限频率max ω，它们之间的关系 【 D 】 A. max ωω<b B. max 5.0ωω=b C.max ωω=b D. max 2ωω>b14．一个状态变量为n 维的单输入，单输出系统，下面说法正确的是 【 A 】 A. 系数阵A 为n ×n 维 B. 控制阵B 为1×n 维C. 输出阵C 为n ×1维D. A ，B ，C 三个阵均为n ×n 维 15．MATLAB 中求连续系统的单位阶跃响应的命令是 【C 】A. cloopB. seriesC. stepD. zp2tf16. 开环控制系统没有【 C 】A. 执行环节B. 给定环节C. 反馈环节D. 放大环节17．已知)45(32)(22++++=s s s s s s F ，其原函数的终值=∞→t t f )( 【 C 】 A.0 B.∞ C.0.75 D.3 18．若系统的开环传递函数为100(0.11)(5)s s ++，则开环增益为 【 B 】A.5B.20C.100D.1000 19．二阶系统的传递函数()12412++=s s s G ，其阻尼比ζ是 【 A 】A.0.5B.1C.2D.4 20．比例环节的传递函数是【 B 】A. G(s)=K/(Ts+1)B. G(s)=KC. G(s)=1/(Ts)D. G(s)=Ts21．对一阶系统的单位阶跃响应，当误差范围取2％时，调整时间为 【 D 】A. t s =1τB. t s =2τC. t s =3τD. t s =4τ 22．设积分环节的传递函数为sKs G =)(，则其频率特性幅值A (ω)= 【 A 】 A.ωKB.2ωKC.ω1D.21ω23．设二阶振荡环节的传递函数G （s ）=16s 4s 162++，则其对数幅频特性渐近线的转折频率为【 B 】A ．2rad/sB ．4rad/sC ．8rad/sD ．16rad/s 24．根据线性定常系统稳定的充要条件，必须全部位于s 平面左半部的为系统全部的【 D 】A. 频率特性曲线B. 临界点C. 零点D. 极点 25．二阶振荡环节乃奎斯特图中与虚轴交点的频率为【 D 】 A.最大相位频率 B . 截止频率 C.谐振频率 D.固有频率 26．常用的比例、积分与微分控制规律的另一种表示方法是【 C 】A.PDIB.PDIC. PIDD. IPD 27．某串联校正装置的传递函数为11.01)(++=s s s G c ，则它是一种 【 A 】A.相位超前校正B.相位滞后校正C.相位滞后—超前校正D.反馈校正28．在计算机控制系统中，把实现量化和编码处理的环节称为 【 B 】 A. A/D 转换器 B. D/A 转换器 C. 采样保持器 D. 控制器 29．“现代控制理论”主要采用【 B 】A.传递函数模型B.状态空间模型C.复变函数模型D.线性空间模型 30．MATLAB 中将传递函数转换为状态模型的命令是【 D 】A. lookforB. helpC. plotD. tf2ss二、判断题，对的打√，错的打×。
1. 由一个状态空间模型可以确定惟一一个传递函数。
【 √】 2. 闭环传递函数中积分环节的个数决定了系统的类型。
【 X 】3. G 1(S)和G 2(S)为串联连接则等效后的结构为G 1(S)·G 2(S)。
【 √ 】4.0型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为-20(dB/dec)。
【X 】5.对于最小相位系统，相位裕量γ<0，相应的闭环系统不稳定。
【√】6.如果一个状态空间模型是状态能控的，则也一定是输出能控的。
【X 】7.积分或比例积分调节器的输出具有记忆和保持功能。
【√】8.系统输出超过稳态值达到第一个峰值所需的时间为峰值时间。
【√】9.Ⅰ型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为-40(dB/dec)。
【X 】10.谐振峰值反映了系统的相对稳定性。
【√】三、简答题1.自动控制系统需要分析哪三个方面的问题？答：1)稳定性问题；（2)稳态响应问题；3)暂态响应问题。
2.评价控制系统的优劣的时域性能指标常用的有哪些？答：1)最大超调量；2)调整时间；3)峰值时间；）4)上升时间。
3.方块图变换要遵守什么原则？答：1）变换前与变换后前向通道中传递函数的乘积必须保持不变；4.什么是校正？根据校正环节在系统中的联结方式，校正可分为几类?答：校正是指在系统增加新的环节以改善系统的性能的方法(2分)。
根据校正环节在系统中的联结方式，校正可分为串联校正、反馈校正、顺馈校正三类。
(3分)5.什么是系统的传递函数？答：对线性定常系统，在初始条件为零的条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比，称为系统的传递函数。
6.时域分析的性能指标，哪些反映快速性，哪些反映相对稳定性？答：上升时间、峰值时间、调整时间反映快速性。
最大超调量反映相对稳定性。
7.为什么二阶振荡环节的阻尼比取0.707较好？。
答：当固有频率一定时，求调整时间的极小值，可得当ξ=0.707时，调整时间最短，也就是响应最快)；又当ξ=0.707时，称为二阶开环最佳模型，其特点是稳定储备大，静态误差系数是无穷大。
8.采样定理的内容是什么？答：对采样控制系统，如果采样角频率b ω大于两倍的连续信号频谱的上限频率max ω，即满足：max 2ωω>b 则采样后的离散信号)(*t e 有可能无失真的恢复为原来的连续信号。
四、计算题1. 下图为机械位移系统。
试列写质量m 在外力F 作用下位移y(t)的运动方程。
1．解：对质量块进行受力分析，画受力图：∑-'-=)()(t ky t y c F F （3分）有：∑-'-==)()(t ky t y c F ma F即：∑-'-=''==)()()(t ky t y c F t y m ma F （2整理，得：F t ky dt t dy c dtt y d m=++)()()(22（32. 知单位反馈系统的开环传递函数为5)2)(s (s 2(s)G ++=，试求： 静态位置误差系数、静态速度误差系数、静态加速度误差系数； 解：这是个0型系统，系统的静态误差系数为 2.0)5s )(2s (2lim)s (G lim Kp 0s 0s =++==→→ （2分）0])5s )(2s (2s[lim )]s (sG [lim K 0s 0s v =++==→→ （2分）0])5s )(2s (2s[lim )]s (G s [lim K 2s 20s a =++==→→ （2分）系统的给定稳态误差终值为∞==vsr K 1e （2分）3. 欲使图所示系统的单位阶跃响应的最大超调量为20%，峰值时间为2秒，试确定K 和K 1值。
kks k s ks X s Y s G i ++==12)()()( （2分） 456.02.055621=⇒=-==--ξξξπeM p 212=-=ξωπn p t508.4906.82≈==⇒=n n k ωω13.021==kk nξω 4. 单位反馈开环传递函数为)10)(2()(10)(+++=s s s a s s G ，试确定使系统稳定的a值。
解：特征方程为：010301223=+++a s s s（2分）S 3 1 30S 2 12 10a （4分） S 1 (360-10a)/12 S 0 10a得:(360-10a)>0，10a>0，从而0< a<36。
（2分）5. 已知系统传递函数342)()(2+++=s s s s U s Y ，试求系统能观标准型和能控标准型。
[][]分）（－观标准型为：根据对偶原理，系统能分）（能控标准型为：41012413041210431021212121⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=x x y u x x x x x y u x x x &&6. 某动态振动吸收器如图。
在外力F(t)作用下，通过选择参数M 2和k 12的取值，可以使质量块M 1不再振动。
试确定动态振动吸收器的传递函数Y 1(s)/F(s)。
解：)()(111211211t F y k y b y y k y M =++-+⋅⋅⋅ （2分）0)(121222=-+⋅⋅y y k y M （3分）对上两式进行拉普拉斯变换有)()()()()()(11222122212112121s Y k s M k s Y s F s Y k s Y k k bs s M +=+=+++（3分）整理有：2212122212112221))(()()(s M k k s M k bs s M k s M s F s Y +++++=（3分）（或21212221212112221))(()()(k k s M k k bs s M k s M s F s Y -+++++=）题25图 振动吸收器7.已知单位负反馈系统的开环传递函数为： ()()11.0102+=s s s G 试求静态误差系数；解：由题意知该系统为II 型系统，其开环传递函数为：)11.0(101)()()(2+=⋅=s s s G s H s G ；（2分） 系统的偏差系数为：10)11.0(10lim )()(lim )11.0(10lim )()(lim )11.0(10lim)()(lim 22020200200=+==∞=+==∞=+==→→→→→→s s s s H s G s K s s ss H s sG K s s s H s G K s s a s s v s s p8. 设单位反馈开环传递函数为)505()(+=s s Ks G ，求出闭环阻尼比为5.0时所对应的K 值。
